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Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Eine Hochdruckpumpe eines Kraftstoffeinspritzsystems ist durch die
DE 10 2008 040 961 A1 bekannt. Diese Pumpe weist einen Pumpenzylinderkopf auf, der wiederum eine Zylinderbohrung aufweist. In der Zylinderbohrung ist ein Pumpenkolben angeordnet, der translatorisch auf- und abbewegbar ist und über eine Stößel-Baugruppe mit einer Antriebseinheit zusammenwirkt, wobei der Pumpenkolben mit einem Federteller verbunden ist und an der Stößel-Baugruppe anliegt. Des weiteren ist ein Dichtelement zwischen dem Pumpenkolben und dem Pumpenzylinderkopf angeordnet und eine Stößelfeder stützt sich über den Federteller in einem Stößelkörper der Stößel-Baugruppe ab. Der Pumpenkolben der Pumpe wirkt über einen Rollenschuh mit einer Nockenwelle als Antriebswelle zusammen und beim Betrieb der Pumpe wird der Pumpenkolben durch die Drehbewegung der Nockenwelle translatorisch auf und ab bewegt. Zudem ist im Rollenschuh eine Laufrolle drehbar gelagert, die eine Kontaktfläche mit einem Nocken der Nockenwelle ausbildet und auf dem Nocken abrollt. Bei einer Abwärtsbewegung des Pumpenkolbens wird über ein Saugventil, das mit einem stutzenförmig ausgebildeten Niederdruckanschluss der Pumpe zusammenwirkt, Kraftstoff in einen Pumpenarbeitsraum der Pumpe eingelassen. Die beschriebene Pumpe dient zum Einspeisen von hochverdichtetem Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher zur Versorgung eines Brennraums der Brennkraftmachine, wobei die Pumpe den Pumpenzylinderkopf mit dem Pumpenarbeitsraum umfasst, der durch eine Saugleitung mit dem Saugventil und durch eine Hochdruckleitung mit einem Hochdruckventil verbunden ist. Bei der beschrieben Pumpe kann die Antriebswelle entweder Teil der Pumpe sein, wobei die Antriebswelle insbesondere in einem Pumpengehäuse gelagert ist, oder die Antriebswelle kann als separates Bauteil außerhalb der Pumpe und des Pumpengehäuses angeordnet sein. In letzterem Fall handelt es sich bei der Pumpe um eine Steckpumpe, wobei die Steckpumpe insbesondere in ein Kurbelgehäuse oder einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden kann. Eine solche Steckpumpe ist beispielsweise in der
DE 10 2008 041 383 A1 beschrieben.
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In der
DE 10 2008 040 961 A1 ist eine vorteilhafte Ausprägungsform der Pumpe beschrieben, bei der der Stößelkörper des Pumpenkolbens eine langlochförmige Ausnehmung aufweist, in welcher ein im Pumpengehäuse schräg zur Bewegungsachse des Pumpenkolbens platzierter Stift mit einer Spitze eingreift, um eine Verdrehung des Stößelkörpers und somit der Stößel-Baugruppe um eine Längsachse zu verhindern. Die Verhinderung einer Verdrehung des Stößelkörpers ist deshalb wichtig, da eine Verdrehung des Stößelkörpers mitsamt der Laufrolle während des Betriebes zu einer Verringerung der Lebensdauer der Pumpe führen kann. Sobald eine Verdrehung des Stößelkörpers und somit eine Rotation der Stößel-Baugruppe um deren Längsachse auftritt verringert sich die Größe der Kontaktfläche, den die Laufrolle mit dem Nocken der Nockenwelle ausbildet. Dadurch werden die Oberflächen der Bauteile Laufrolle und Nocken einer erhöhten Belastung ausgesetzt, die zu einer Reduzierung der Lebensdauer der gesamten Steckpumpe führen kann.
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Die aus der
DE 10 2008 040 961 A1 bekannte Hochdruckpumpe kann gewisse Nachteile aufweisen. Die Verwendung des Führungsstiftes erfordert einen erhöhten Bearbeitungsaufwand bei der Fertigung der Pumpe, da im Pumpengehäuse eine Bohrung eingebracht werden muss, die den Führungsstift aufnimmt. Zudem müssen mindestens zwei zusätzliche Bauteile, insbesondere der Führungsstift und eine Dichtung, verwendet und auch montiert werden. Des weiteren ist ein zusätzlicher Bearbeitungsschritt des Stößelkörpers notwendig, da die Ausnehmung eingebracht werden muss, damit der Führungsstift mit dem Stößelkörper in Anlage steht und eine Rotation der Stößel-Baugruppe verhindert wird. Des weiteren weist der Stand der Technik, bei dem der Führungsstift verwendet wird, um eine Rotation der Stößel-Baugruppe um die Längsachse zu verhindern, den Nachteil auf, dass die Dauerhaltbarkeit aufgrund der entstehenden Anschlagkräfte, die durch den Einsatz des Führungsstiftes auftreten, gering sein kann, was wiederum die Lebensdauer der Pumpe reduzieren kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Pumpe mit den Merkmalen aus Anspruch 1 hat den Vorteil, dass mittels einer Verlängerung eines Pumpenzylinderkopfes, die mit mindestens einem Bauteil einer Stößel-Baugruppe derart in Kontakt steht, dass eine Verdrehung der Stößel-Baugruppe um eine Längsachse verhindert wird. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung der Pumpe ist es möglich, dass die bisherige Ausführungsform einer Verdrehsicherung, die beispielsweise durch den Einsatz eines Führungsstiftes zur Vermeidung der Rotation der Stößel-Baugruppe um die Längsachse, nicht mehr benötigt wird. Dadurch können die mindestens zwei separaten Bauteile des Führungsstiftes und einer Dichtung entfallen und es ist nicht mehr notwendig, dass mittels eines zusätzlichen Bearbeitungsschrittes eine Ausnehmung in einen Stößelkörper eingebracht werden muss. Dies hat den Vorteil, dass die Teilekosten, Montagekosten und Bearbeitungskosten der Pumpe reduziert werden können. Des weiteren kann die Gesamtanzahl der Bauteile der Pumpe reduziert werden, was zu einer geringeren Produktkomplexität, einer Verringerung der möglichen Montagefehler und somit schlußendlich einer erhöhten Zuverlässigkeit der Pumpe führt. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Pumpe möglich.
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Gemäß Anspruch 2 weist das Bauteil der Stößel-Baugruppe mindestens die eine Ausnehmung auf, die parallel zu der Längsachse im Bauteil verläuft und der Pumpenzylinderkopf weist die Verlängerung auf, die in diese Ausnehmung mindestens eines Bauteils der Stößel-Baugruppe eingreift, so dass eine Verdrehung der Stößel-Baugruppe um die Längsachse verhindert wird. Hierbei ist anzuführen, dass der Durchmesser der Verlängerung des Pumpenzylinderkopfes, der mindestens einmal vorhanden ist, größer ist, als der vergleichbare Durchmesser des beim Stand der Technik vorgesehenen Führungsstiftes. Dadurch entsteht beim Einsatz der Verdrehsicherung, die durch den Einsatz der Verlängerung des Pumpenzylinderkopfes umgesetzt ist, eine geringere Spannungsbelastung im Bauteil im Vergleich zum Einsatz des Führungsstiftes. Dadurch ist die Lebensdauer der Verdrehsicherung in Form der Verlängerung des Pumpenzylinderkopfes, der in die Ausnehmung mindestens eines Bauteils der Stößel-Baugruppe eingreift, aufgrund des größeren Bauteildurchmesser, höher als beim Einsatz des Bauteils Führungsstift gemäß dem Stand der Technik. Dies verringert die Ausfallwahrscheinlichkeit und erhöht die Lebensdauer der gesamten Pumpe.
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Bezugnehmend auf Anspruch 3 bietet die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Pumpe den Vorteil, dass die Anschlagkraft durch den Rotationsimpuls, der insbesondere durch sporadische Effekte aus dem Betrieb der Pumpe verursacht wird, verringert werden kann, da die Verlängerung des Pumpenzylinderkopfes eine formschlüssige Verbindung mit der Ausnehmung des mindestens einen Bauteils der Stößel-Baugruppe ausbildet. Auch bei einer in beide Rotationsrichtungen wechselnd auftretenden Verdrehung der Stößel-Baugruppe sind die Anschlagkräfte im Vergleich zur Verdrehsicherung mittels des Führungsstiftes aus dem Stand der Technik geringer. Somit kann der Verschleiss der Verdrehsicherung im Kontaktbereich der Ausnehmung der Stößel-Baugruppe und der Verlängerung des Pumpenzylinderkopfes reduziert werden und somit die Lebensdauer der gesamten Pumpe erhöht werden. Dieser positive Effekt wird dadurch erzielt, dass durch die formschlüssige Verbindung keine oder nur sehr geringe Anschlagkräfte auftreten können, da auch eine Rest-Rotationsbewegung, wie diese bei der in Anlage gehaltenen Verdrehsicherung mittels des Führungsstiftes der Fall ist, unterbunden wird.
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Gemäß Anspruch 4 ist die Ausnehmung oder die Ausnehmungen in mindestens einem Bauteil der Stößel-Baugruppe derart ausgeführt, dass die Ausnehmung oder die Ausnehmungen parallel zur Längsachse durch das gesamte Bauteil verlaufen. Da es bei der in einem Pumpenbetrieb permanenten translatorische Aufund Abwärtsbewegung eines Pumpenkolbens mit der Stößel-Baugruppe vorteilhaft ist, wenn ein umgebendes Medium, das insbesondere aus Kraftstoff und/oder Öl bestehen kann, die Stößel-Baugruppe mit möglichst wenig Widerstand durchströmen kann. Dadurch, dass mindestens ein Bauteil der Stößel-Baugruppe mindestens eine durchgehende Ausnehmung aufweist, kann das umgebende Medium die Stößel-Baugruppe optimal und mit reduziertem Widerstand durchströmen, im Vergleich zur Lösung des derzeitigen Standes der Technik, bei dem der Führungsstift als separates Bauteil vorgesehen ist. Dadurch kann eine vorzeitige Alterung des Mediums, das insbesondere Kraftstoff und/oder Öl sein kann, aufgrund von Reibungsverschleiss und/oder Kompressionsverschleiss und/oder Temperaturverschleiss, der bei einer nicht optimalen Durchströmung der Stößel-Baugruppe auftreten kann, vermieden werden. Somit wird die Lebensdauer der Pumpe gesteigert und die Ausfallwahrscheinlichkeit kann reduziert werden. Ein weiterer positiver Effekt, der sich bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Pumpe gemäß Anspruch 4 einstellen kann, ist eine verbesserte Schmierung und Kühlung der Stößel-Baugruppe aufgrund der verbesserten Durchströmung des Mediums. Dies führt zu einer weiteren Verbesserung der Pumpe und einer Erhöhung der Pumpen-Lebensdauer.
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Gemäß Anspruch 5 ist mindestens ein Bauteil der Stößel-Baugruppe dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens zwei Ausnehmungen aufweist und immer mindestens eine Ausnehmung frei bleibt und nicht mit der Verlängerung des Pumpenzylinderkopfes in Kontakt steht. Dadurch wird gewährleistet, dass ein Durchströmen der Stößel-Baugruppe mit dem umgebenden Medium mit reduziertem Widerstand möglich ist. Selbst wenn die Verlängerung des Pumpenzylinderkopfes in eine Aussnehmung eingreift bleibt immer mindestens eine weitere Ausnehmung der Stößel-Baugruppe komplett frei und da die Ausnehmung, wie in Anspruch 4 beschrieben, komplett durchgängig durch das komplette Bauteil verläuft, kann das Medium auch während des hochfrequenten Pumpenbetriebs die Stößel-Baugruppe durchströmen, ohne dass es zu großen Reibungsverlusten kommt. Dies erhöht die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer der Pumpe.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Pumpe mit den Merkmalen aus Anspruch 6 hat den Vorteil, dass die Verdrehsicherung nur in einem oberen Totpunkt des Pumpenbetriebs gegeben ist, da nur zu diesem Zeitpunkt mindestens eine Verlängerung des Pumpenzylinderkopfes mit mindestens der einen Ausnehmung mindestens eines Bauteils der Stößel-Baugruppe in Kontakt steht. Hierzu ist anzuführen, dass durch die Eigenschaften der Pumpe im Betrieb sporadische Effekte, die zu einer Verdrehung der Stößel-Baugruppe um die Längsachse führen können, nur in der Position eines unteren Totpunktes und des oberen Totpunktes des Pumpenbetriebs aufreten können. Da jedoch der untere Totpunkt des Pumpenbetriebs nahezu lastfrei ist, wird die Verdrehsicherung hauptsächlich im oberen Totpunkt benötigt, um die Funktion der Pumpe und eine erhöhte Lebensdauer gewährleisten zu können.
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Durch die in Anspruch 6 beschriebene vorteilhafte Ausprägung der Erfindung kann somit gegenüber dem Stand der Technik verhindert werden, dass während des gesamten Pumpenbetriebes Reibungswärme und Materialverschleiss durch die Verdrehsicherung entsteht, sondern dass dieser für die Lebensdauer der Pumpe nachteilige Effekt nur im oberen Totpunkt des Pumpenbetriebs auftritt. Dadurch kann die Lebensdauer der Pumpe erhöht werden, da weniger Reibungswärme entsteht, die die Lebensdauer der Reibpartner und auch des umgebenden Mediums verringert. Des weiteren entstehen weniger Partikel durch Materialabtragung, welche auch negative Auswirkungen auf die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Pumpe haben können.
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Betreffend Anspruch 7 und 8 bietet die Wärmebehandlung und/oder Beschichtung der Verlängerung des Pumpenzylinderkopfes und der Bauteile der Stößel-Baugruppe, die zum Zweck der Verdrehsicherung mit der Verlängerung in Kontakt stehen, den Vorteil, dass der Verschleiss der Reib- und Kontaktflächen minimiert wird, wodurch die Lebensdauer erhöht und die Ausfallwahrscheinlichkeit der beiden Elemente reduziert wird. Des weiteren wird der Materialabtrag beider Reibpartner verringert und somit eine Schädigung der umliegenden Elemente, die mit Kraftstoff umspült werden, durch abrassive Partikel verringert.
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Anspruch 9 bietet den Vorteil, dass aufgrund des Umstandes, dass mindestens ein Bauteil oder mehrere Bauteile der Stößel-Baugruppe mit der Verlängerung oder den Verlängerungen des Pumpenzylinderkopfes in Kontakt stehen, die entstehenden Kräfte aus der Verdrehbewegung der Stößel-Baugruppe und der Anlage an der Verlängerung oder den Verlängerungen des Pumpenzylinderkopfes möglichst optimal und gleichmäßig auf die Stößel-Baugruppe übertragen werden können. Dies führt zu einer erhöhten Lebensdauer der Stößel-Baugruppe und somit der gesamten Pumpe.
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Zeichnung
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Pumpe in einem Längsschnitt,
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2 einen in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels der Pumpe in vergrößerter Darstellung mit einer Stößel-Baugruppe, wobei sich eine Nockenwelle insbesondere in einem Pumpengehäuse befindet.
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3 einen in 2 mit A-A bezeichneten Schnitt der Pumpe.
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4 einen in 2 mit A-A bezeichneten Schnitt der Pumpe.
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5 einen in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der Pumpe in vergrößerter Darstellung, wobei es sich insbesondere um eine Steckpumpe handelt.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine Schnittdarstellung einer schematisch dargestellten Hochdruckpumpe 1, die als Kraftstoffhochdruckpumpe ausgebildet ist und vorzugsweise bei einem Common-Rail-Einspritzsystem verbaut ist. Mittels der Hochdruckpumpe 1 wird von einem Kraftstoffniederdrucksystem, das zumindest einen Tank, einen Filter und eine Niederdruckpumpe aufweist, bereitgestellter Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher gefördert, aus dem der dort gespeicherte Kraftstoff von Kraftstoffinjektoren zur Einspritzung in zugeordnete Brennräume einer Brennkraftmaschine entnommen wird. Die Zubringung des Kraftstoffes zu einem Pumpenarbeitsraum 35 erfolgt über ein elektro-magnetisches ansteuerbares Saugventil 2, wobei das elektromagnetisch ansteuerbare Saugventil 2 nachfolgend noch erläutert wird, an der Hochdruckpumpe 1 verbaut ist.
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Die Hochdruckpumpe 1 weist ein Pumpengehäuse 3 mit einem Nockenwellenraum 5 auf. In den Nockenwellenraum 5 ragt eine Nockenwelle 7 mit einem beispielsweise als Doppelnocken ausgebildeten Nocken 9 hinein. Die Nockenwelle 7 ist in zwei beidseits des Nockens 9 angeordnete und als Radiallager ausgebildeten Lagern in Form eines in dem Pumpengehäuse 3 angeordneten Gehäuselagers 11 und eines Flanschlagers 13, das in einem mit dem Pumpengehäuse 3 verbundenen Flansch 15, der den Nockenwellenraum 5 zur Umgebung hin dicht abschließt, gelagert. Der Flansch 15 weist eine durchgehende Öffnung auf, durch die ein antriebsseitiger Endabschnitt 17 der Nockenwelle 7 hindurch ragt. Der antriebsseitige Endabschnitt 17 weist beispielsweise eine Konus auf, auf den ein Antriebsrad aufgesetzt und gesichert ist. Das Antriebsrad ist beispielsweise als Riemenrad oder Zahnrad ausgebildet. Das Antriebsrad wird von der Brennkraftmaschine direkt oder indirekt beispielsweise über einen Riementrieb oder ein Zahnradgetriebe angetrieben. In das Pumpengehäuse 3 ist weiterhin eine Stößelführung 19 eingelassen, in die eine Stößel-Baugruppe 20 eingesetzt ist. Auf der der Nockenwelle 7 zugewandten Seite eines Stößelkörpers 4 der Stößel-Baugruppe 20 befindet sich eine Aussparung, in die ein Rollenschuh 8 und eine Laufrolle 21 eingesetzt sind.
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Die Laufrolle 21 läuft auf dem Nocken 9 der Nockenwelle 7 bei einer Drehbewegung derselben ab und der Rollenschuh 8 wird somit in der Stößelführung 19 translatorisch auf und ab bewegt. Dabei wirkt der Rollenschuh 8 mit einem Pumpenkolben 18 zusammen, der in einer in einem Pumpenzylinderkopf 27 ausgebildeten Zylinderbohrung 29 ebenfalls translatorisch auf und ab bewegbar angeordnet ist. In einem von der Stößelführung 19 und der Zylinderbohrung 29 gebildeten Stößelfederraum 31 ist eine Stößelfeder 33 angeordnet, die sich einerseits an dem Pumpenzylinderkopf 27 und andererseits über einen Federteller 6 am Rollenschuh 8 abstützt und eine dauerhafte Anlage der Laufrolle 21 auf dem Nocken 9 in Richtung der Nockenwelle 7 sicherstellt. In dem Pumpenzylinderkopf 27 ist der durch den Pumpenkolben 18 begrenzte Pumpenarbeitsraum 35 gebildet, in den über das elektro-magnetisch ansteuerbare Saugventil 2 Kraftstoff eingebracht wird. Die Einbringung des Kraftstoffs erfolgt bei einer Abwärtsbewegung des Pumpenkolbens 18, während bei einer Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens 18 in dem Pumpenarbeitsraum 35 befindlicher Kraftstoff über einen Hochdruckauslass 39 mit einem eingesetzten Auslassventil 16 über eine weiterführende Hochdruckleitung in den Hochdruckspeicher gefördert wird.
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Die Hochdruckpumpe 1 ist insgesamt kraftstoffgeschmiert, wobei der Kraftstoff von dem Niederdrucksystem in den Nockenwellenraum 5 gefördert wird, der mit dem Saugventil 2 strömungsverbunden ist. Dieses elektro-magnetisches ansteuerbare Saugventil 2 und dessen Funktionalität wird im Folgenden beschrieben. Im Saugbetrieb der Hochdruckpumpe 1 ist das elektro-magnetisch ansteuerbare Saugventil 2 geöffnet und eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums 35 mit einem Kraftstoffzulauf hergestellt, so dass dem Pumpenarbeitsraum 35 über das Saugventil 2 Kraftstoff zugeführt wird. Im Förderbetrieb der Hochdruckpumpe 1 wird der dem Pumpenarbeitsraum 35 zugeführte Kraftstoff verdichtet und über das in dem Hochdruckauslass 39 angeordnete Hochdruckventil 16 einem Hochdruckspeicher (nicht dargestellt) zugeführt. Im Verdichtungsbetrieb der Hochdruckpumpe 1, bei dem sich der Pumpenkolben 18 aufwärts bewegt, ist das Saugventil 2 geschlossen, wenn eine Kraftstoffförderung erfolgen soll, und dichtet den Pumpenarbeitsraum 35 gegenüber dem Kraftstoffzulauf ab.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung der schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Pumpe 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel befindet sich die Nockenwelle 7, die in 2 nur teilweise sichtbar ist, innerhalb des Pumpengehäuses 3. Die Pumpe 1 weist die Stößel-Baugruppe 20 auf, die wiederum weitere Einzelteile aufweist.
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Die Stößel-Baugruppe 20 kann insbesondere die Bauteile Stößelkörper 4, Federteller 6, Rollenschuh 8 und die Laufrolle 21 aufweisen. Die Stößel-Baugruppe 20 steht zudem mit dem Pumpenkolben 18 in Anlage, wobei der Pumpenkolben 18 auf der der Stößel-Baugruppe 20 zugewandten Seite einen vergrößerten Fuß 10 aufweist und wobei der Pumpenkolben 18 mittels des vergrößerten Fußes 10 insbesondere formschlüssig über den Federteller 6 an dem Rollenschuh 8 und/oder dem Stößelkörper 4 in Anlage gehalten wird. Des weiteren ist der Pumpenkolnem 18 in der Zylinderbohrung 29 des Pumpenzylinderkopfes 27 in Richtung einer Längsachse 22 geführt.
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Zudem weist der Pumpenzylinderkopf 27 wenigstens eine Verlängerung 12 auf, die sich in Richtung der Längsachse 22 auf der der Stößel-Baugruppe 20 zugewandten Seite des Pumpenzylinderkopfes 27 befindet. Diese wenigstens eine Verlängerung 12 des Pumpenzylinderkopfes 27 ist stift-förmig ausgeführt und verläuft in Richtung der Längsachse 22, insbesondere parallel zu Längsachse 22. Des weiteren kann die stift-förmig ausgebildete Verlängerung 12 des Pumpenzylinderkopfes 27 in ihrem Querschnitt eine runde oder eine eckige Form aufweisen. Weiterhin weist der Pumpenzylinderkopf 27 den in der Zylinderbohrung 29 durch den Pumpenkolben 18 begrenzten Pumpenarbeitsraum 35 auf, der in 2 nur teilweise zu sehen ist. Die Stößelfeder 33 befindet sich zwischen dem Pumpenzylinderkopf 27 und der Stößel-Baugruppe 20 und verläuft in Richtung der Längsachse 22, wobei sich die Stößelfeder 33 am Pumpenzylinderkopf 27 in Anlage befindet. Die Stößelfeder 33 hat die Funktion, den Pumpenzylinderkopf 27 und die Stößel-Baugruppe 20, an denen sich die Stößelfeder 33 jeweils in Anlage befindet, im verbauten Zustand und Betrieb auseinanderzudrücken, um die translatorische Abwärtsbewegung der Stößel-Baugruppe 20 und des Pumpenkolbens 18 sicherzustellen. Die Stößelfeder 19 befindet sich mit dem Stößelkörper 4 über den Federteller 6 in Anlage und übt somit eine axiale Kraft auf den Stößelkörper 4 und die Stößel-Baugruppe 20 aus. Insbesondere wirkt die Federkraft der Stößelfeder 33 entgegengesetzt zur translatorischen Kraft, die aus der Drehbewegung der Nockenwelle 7 resultiert. Auf der dem Pumpenkolben 18 abgewandten Seite der Stößel-Baugruppe 20 steht die Laufrolle 21 in Kontakt mit dem Nocken 9 der Nockenwelle und rollt auf dem Nocken 9 der Nockenwelle 7 ab.
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Weiterhin ist in 2 dargestellt, dass die Stößel-Baugruppe 20 und insbesondere der Stößelkörper 4 in der Stößelführung 19 in Richtung der Längsachse 22 geführt ist. Die Stößelführung 19 befindet sich in dem Pumpengehäuse 3 und ist beispielsweise als zylindrische Bohrung ausgebildet. Die Stößel-Baugruppe 20 ist um die Längachse 22 verdrehbar in der Stößelführung 19 aufgenommen. Durch mindestens eine vorgesehene Ausnehmung 24 in mindestens einem Bauteil der Stößel-Baugruppe 20, die mit der Verlängerung 12 des Pumpenzylinderkopfes 27 in Kontakt steht, und in ihrem Querschnitt einen runden oder einen eckigen Verlauf aufweisen kann, wird eine Verdrehsicherung der Stößel-Baugruppe 20 um deren Längsachse 22 ausgebildet. Die mindestens eine Ausnehmung 24 kann somit durch ein Bauteil oder mehrere Bauteile der Stößel-Baugruppe 20 verlaufen, wobei diese Bauteile insbesondere der Federteller 6 und/oder der Stößelkörper 4 und/oder der Rollenschuh 8 sein können. Die Verlängerung 12 des Pumpenzylindekopfes 27 ragt zumindest teilweise in die Ausnehmung 24 hinein, um die Verdrehsicherung auszubilden. In jede Ausnehmung 24 der Stößel-Baugruppe 20 kann eine Verlängerung 12 des Pumpenzylinderkopfes 27 eingreifen. Die Art des Kontaktes der Verlängerung 12 des Pumpenzylinderkopfes 27 mit der Ausnehmung 24 der Stößel-Baugruppe 20 kann insbesondere als formschlüssige Verbindung ausgeprägt sein. Diese Ausnehmung 24 kann sich insbesondere in dem Bauteil oder in den Bauteilen Federteller 6 und/oder Stößelkörper 4 und/oder Rollenschuh 8 befinden. Zudem kann die mindestens eine Ausnehmung 24 in 2 als parallel zur Längsachse 22 durchgängig durch das komplette Bauteil verlaufende Ausnehmung 24 ausgeführt sein, wobei sich die mindestens eine Ausnehmung 24 in einem oder mehreren Bauteilen 4; 6; 8 der Stößel-Baugruppe 20 befinden kann. Hierzu ist jedoch anzumerken, dass dies nur eine mögliche Ausführungsform darstellt. Die Ausnehmung 24 kann auch als nicht-durchgängige Ausnehmung 24 ausgeführt sein, die nur zu einer dem Pumpenzylinderkopf 27 zugewandten Seite offen ist, wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel in 5 dargestellt. Eine Ausprägung der Verdrehsicherung kann beinhalten, dass die Verdrehsicherung nur in einem oberen Totpunkt eines Pumpenbetriebs gegeben ist und dass zum Zeitpunkt, in dem sich die Pumpe 1 während des Betriebs in dem oberen Totpunkt befindet, mindestens eine Verlängerung 12 des Pumpenzylinderkopfes 27 mit mindestens einer Ausnehmung 24 mindestens eines Bauteils 4; 6; 8 der Stößel-Baugruppe 20 in Kontakt steht. Während sich die Pumpe 1 im Betriebszustand des oberen Totpunkts befindet, ist die Position der Stößel-Baugruppe 20, während Ihrer Auf- und Abbewegung in Richtung der Längsachse 22, dem Pumpenzylinderkopf 27 am Nächsten. Beim Pumpenbetrieb außerhalb des oberen Totpunkts erfolgt kein Eingriff der mindestens einen Verlängerung 12 des Pumpenzylindekopfes 27 in die mindestens eine Ausnehmung mindestens eines Bauteils der Stößel-Baugruppe 20. Eine weitere alternative Ausführungsform der Pumpe 1 kann jedoch vorsehen, dass über den gesamten Hubbereich der Stößelbaugruppe 20 während des Pumpenbetriebs die Verlängerung 12 des Pumpenzylinderkopfes 27 mit mindestens einer Ausnehmung 24 mindestens eines Bauteils 4; 6; 8 der Stößel-Baugruppe 20 in Kontakt steht.
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3 zeigt einen in 2 mit A-A bezeichneten Schnitt der Pumpe 1. In dieser Figur ist in eine Draufsicht auf die Stößel-Baugruppe 20 aus Richtung des Pumpenkolbens 18 dargestellt. Der Schnitt der Pumpe 1 zeigt den Rollen schuh 8 der Stößel-Baugruppe 20, der in diesem Beispiel vier Ausnehmungen 24 aufweist, jedoch prinzipiell auch weniger Ausnehmungen 24 aufweisen kann, je doch mindestens eine Ausnehmung 24 aufweist. Prinzipiell sollte der Pumpenzy linderkopf 27 immer mindestens eine Verlängerung 12 weniger aufweisen, als die Stößel-Baugruppe 20, insbesondere eine Bauteil 4; 6; 8 der Stößel-Baugruppe 20, Ausnehmungen 24 aufweist, so dass immer mindestens eine Ausnehmung 24 frei bleibt, damit das umgebende Medium ungehindert durch die freigeblie bene Ausnehmung hindurchströmen kann. In dieser 3 sind zudem zwei Ver längerungen 12 des Pumpenzylinderkopfes 27 zu sehen die in die Ausnehmun gen 24 hineinragen, um eine Verdrehung der Stößelbaugruppe 20 zu verhindern. Eine Verdrehung der Stößel-Baugruppe 20 kann somit in beide Drehrichtungen vermieden werden, je nachdem in welche Richtung der Drehimpuls die Stößel-Baugruppe 20 beaufschlagt. Ausserdem ist der Stößelkörper 4 in der 3 dargestellt, der in der Stößelführung 19 geführt wird. Die Stößelführung 19 befindet sich in einer Bohrung des Pumpengehäuses 3. Zudem ist in dieser Schnittdarstellung zu sehen, dass immer mindestens eine Ausnehmung 24 derart frei bleibt, dass keine Verlängerung 12 des Pumpenzylinderkopfes 27 in diese hineinragt. Im Falle von 3 bleiben sogar zwei Ausnehmungen 24 frei, um eine verbesserte Durchströmung des umgebenden Mediums durch die Stößel-Baugruppe 20 auch während des hochfrequenten Pumpenbetriebs zu gewährleisten. Des weiteren können die Bereiche der Verlängerung 12 des Pumpenzylinderkopfes 27, die zur Ausbildung der Verdrehsicherung mit der mindestens einen Ausnehmung 24 der Stößel-Baugruppe 20 in Kontakt stehen wärmebehandelt oder beschichtet sein. Weiterhin kann das Bauteil oder die Bauteile 4; 6; 8 der Stößel-Baugruppe 20 im Bereich des Kontakts mit der Verlängerung 12 des Pumpenzylinderkopfes 27 eine Wärmebehandlung erfahren hat/haben und/oder eine Beschichtung aufweist/aufweisen. Durch diese Maßnahme kann der Verschleiss der Reib- und Kontaktflächen minimiert werden.
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4 zeigt einen in 2 mit A-A bezeichneten Schnitt der Pumpe 1. Auch hier weist der Rollenschuh 8 vier Ausnehmungen 24 auf, jedoch weist der Pumpenzy linderkopf 27 in 4 drei Verlängerungen 12 auf, die in drei Ausnehmungen 24 des Rollenschuhs 8 hinragen. Somit bleibt auch in dieser 4 eine Ausnehmung 24 frei, um eine verbesserte Durchströmung des umgebenden Mediums durch die Stößel-Baugruppe 20 zu gewährleisten. Durch die Möglichkeit, dass sich drei Verlängerungen 12 des Pumpenzylinderkopfes 27 mit den Ausnehmungen 24 mindestens eines Bauteils der Stößel-Baugruppe 20, insbesondere dem Rollenschuh 8, im Eingriff befinden, können höhere Kräfte aufgrund des Drehimpulses aufgenommen werden.
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In 5 ist eine Schnittdarstellung der schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Pumpe 1 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Pumpe 1 insbesondere als eine Steckpumpe ausgeführt, wobei die Pumpe 1 kein eigenes Pumpengehäuse 3 jedoch den Pumpenzylinderkopf 27 aufweist und sich die Nockenwelle 7 außerhalb der Pumpe 1 befindet. Der Pumpenzylinderkopf 27 der Steckpumpe ist dann in ein Kurbelgehäuse 26 einer Brennkraftmaschine eingesteckt und der Pumpenkolben 18 wird über die Nockenwelle 7 der Brennkraftmaschine angetrieben. Die Pumpe 1 weist die Stößel-Baugruppe 20 auf, die wiederum weitere Einzelteile aufweist. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel aus 2 kann die Pumpe 1 und die Stößel-Baugruppe 20 optional den Stößelkörper 4 enthalten.
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Jedoch ist in der 5 die Steckpumpe dargestellt, die keinen Stößelkörper 4 enthält. Diese Steckpumpe ist in das Kurbelgehäuse 26 einer Brennkraftmaschine eingesetzt, wobei das Kurbelgehäuse 26 an seinem Innendurchmesser, in den die Steckpumpe eingesetzt ist, die Stößelführung 19 ausbildet. In einem von der Stößelführung 19 und der Zylinderbohrung 29 gebildeten Stößelfederraum 31 ist die Stößelfeder 33 angeordnet, die sich einerseits an dem Pumpenzylinderkopf 27 und andererseits an dem Rollenschuh 8 abstützt und eine dauerhafte Anlage der Laufrolle 21 auf dem Nocken 9 in Richtung der Nockenwelle 7 sicherstellt. Zudem weist die Steckpumpe den Pumpenzylinderkopf 27 auf, der auf dem Rollenschuh 8 zugewandten Seite die Verlängerung 12 ausbildet. Der Pumpenzylinderkopf 27 weist den in der Zylinderbohrung 29 durch den Pumpenkolben 18 begrenzten Pumpenarbeitsraum 35 auf, der in 5 nur teilweise zu sehen ist. Ein Unterschied in diesem zweiten Ausführungsbeispiel im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel aus der Darstellung der Pumpe 1 in 2 ist, dass die mindestens eine Ausnehmung 24 nicht als eine durch das gesamte Bauteil in Richtung der Längsachse 22 verlaufende Bohrung ausgebildet ist, in die insbesondere die Verlängerung 12 des Pumpenzylindekopfes 27 teilweise hineinragt. Stattdessen ist die Ausnehmung 24 eines Bauteils der Stößel-Baugruppe 20, insbesondere des Rollenschuhs 8, dargestellt, die nur auf der der Verlängerung 12 des Pumpenzylinderkopfes 27 zugewandten Seite offen ausgeführt ist. Es ist auch möglich, dass die mindestens eine Ausnehmung 24, wie im ersten Ausführungsbeispiel der Pumpe 1, als parallel zur Längsachse 22 durchgängig durch das komplette Bauteil verlaufende Ausnehmung 24 ausgeführt sein kann. Die Stößel-Baugruppe 20 ist mit dem Pumpenkolben 18 verbunden, wobei dies mittels der im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen formschlüssigen Verbindung erfolgen kann. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel kann die Verbindung jedoch auch über alternative Verbindungsmöglichkeiten realisiert werden, wie insbesondere eine kraftschlüssige Verbindung. Des weiteren weist die Pumpe 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in 5 die Laufrolle 21 auf, die auf dem Nocken 9 der externen Nockenwelle 7 abrollt, wobei weder der Nocken 9 noch die Nockenwelle 7 in 5 dargestellt sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008040961 A1 [0002, 0003, 0004]
- DE 102008041383 A1 [0002]
